2，4年，月航空动力学报不同肋间距变截面回转通道内刘湘云，1汀，陶智，徐国强北京航中航天大学能源与动力工程7院，北京183气流流动阻力和换热特性进行了实验研究通道进口雷诺数在7000到60000范围内，实验结果明，随着雷诺数的增加，不同节距比通道阻力系数降低；不同节距比对通道阻力系数和通道平均努塞数的影响呈多峰分布。 随着航空发动机的发展，发动机涡轮叶片内部带肋通道的换热特性的研宄得到广泛关注13！其通道大都是采用的等截面矩形通道近来也有人研允。变截面带肋通道的换热情况+但其研宄的只是在单的肋间距和肋高下的情况本文以某型航空发动机实际润轮叶片中段的内部冷却通道为模型，并将其简化为带肋变截面回转通道，研宄了在两个肋高比情况下，不同肋间距对通道换热和流阻的影响。 收稿曰期2.14；修订日期200312.10联系人陶智1实验装置面肋的布置为沿流等距离分布肋流向的夹角为90，肋的形状为矩形，肋宽度相等，都为2⑴出通道主耍由气流迸口通道拐巧段和出门通道部分组成实验模型结构1通道带肋1下面面积在进通道和出口通道沿流向保持均匀渐缩，而侧壁型外隔板在进口通道沿流向为均匀渐扩，出口通道为均匀渐缩。模型与实际叶片通道的实际尺寸比例为41实验台装置意2中叉温度测点，竖线压力测点通道内的空气来自经过松托无的压缩空气空气的流量由转子流！ 计1量，2为温度计，3为压力计，流体沿程吒力由水排测乐讣6测得，壁面，役采用化沿热电偶测量，由并联的人，人4018通道数据采集模块组7采集，传输给计算机8 1.1力口热采用电加热的方式对带肋的上下面进行加热。热片与带肋。庚血之1用涂有导热绝缘碎胶云母。石抑板。及任棉布包裹，减少热散失，保正等热流的边界条件1.2热电偶布置壁面温度采用热电偶测量=在连续的两个肋之间均匀尔置3个热屯偶测点2中叉，回转段布置5个测点，测点焊接在流道的中心线位1肋间距越小，热屯偶数啁越多。 2实验数据分析方法为了计算通道内局部努塞数，按照边界连续性原则，以肋为特征，将通道分成若干单元，使得每个单元的中心包含个肋，转弯段作为个独立的单元因此，通道平均努塞数为单元局部努塞数按面积加权的仇为了描述变截面通道，定义无量纲参数如节距比为肋间距肋高的比值高径比，=6剪，为肋高于通道入口水利直径之比，其中，为通道进口水力直径，均为164通道进口高宽比=2，知；通道出口高宽比直径；长径比=为肋的位置与通道入口水利直径之比描述通道内的单元时，除了以上所述参数，如节距比。4高径比6这里，为单兀进口水力径阻塞比长径比=.，还单。儿进口尚宽比丁=2；兀出说1比1为所进行的实验列衣首先进行几为0153时，4个不同肋间距时的实验1实验列序号21通道阻力系数通逍阻力系数定义为气有效压乃和迎逍进口处空气密度通道进口速度，由通道进口处空气的质量流量讲得出22通道平均努塞数如前所述，逍分为竹单儿厚元部努塞数，为直径，空气的导热系数讪逍均换热努龙数心，为黾元部努塞数按面积加权得出带肋面的面积从进口段开始到出口段沿程各个单元的高宽比分布情况中可以看出，宽比在进口段逐渐，大，出口段逐渐减小阻力系数的影响，横坐标为通道进口雷诺数中可以看出，迎逍阻力系数随雷诺数增加而减小这是由于影响变截面迎道流动阻力的闪尜除了节距比。以，进出1高宽比，阻塞比。还打径比，以及雷诺数等，因此，在不同雷诺数下，通道阻力系数免现+规则的变化当节距比为12.5时，通道阻力系数*大；节距比为15时，通道阻力系数*小3实验结果及分析5为，0.123时，不肋间距对通逍由于通道截面积的变化，通道内部流动状道平均努厉也增大节距比为7.5时，通道的换热效果*好；当节距比为10在大雷诺数时，通道节距比时相当。造成这种现象的原因可能是由于通道的几何因素和肋的综合作用，使得不同肋间距糸件，某叫通逍换热，强阻力系数影响的比较。随着通道进口雷诺数的增加，阻力系数逐渐减小，但波动逐渐增火可以看出，节距比为12时，通道的阻力系数*小；当节距比为10，在小雷诺数时，其通道阻力系数较节距比为6时的阻力系数小，在大说诺数其通道阻力系数比其余节距比时都大均努塞数的影响，横坐标为通道进口雷诺数中，节距比为10时迎逍的换热效采*好。节距比为12换热效果*差，节趴比为6和8时。通逍换热效果相当对照6的阻力系数阁可知，在高径比=，53时，不同节距比中阻力系数*大的通道对应的换热效果*好；阻力系数*小的通道对应的换热效果*差总结迎道的有效阻力系数和通道的几何结构通道的进门诣诺数的关系可以得到迎逍肀均努塞数准则根据以上分析的准则关系式以及实验中得到据进行回归拟合，得到变截面通道阻力系数和平均努塞数的经验公式，对涡轮叶片的设计提供依据4结论各通道内沿程阻力系数随雷诺数变化波动较大；且随着雷诺数的增加，通道阻力系数逐渐减小；当肋高与入口水力直径比为，123时，节距比为7.5时的通逝换热效果*好，节距比为，的换热效果*差；节距比为12 5时通道阻力*大，节距比为15时通道阻力系数*小；当肋高与入口水力直径比为0.153时，节距比为10时的通道换热效沿，好乱其通逍阻力也*人，而节距比为12时的通道换热效果*差，阻了系数也*小。综合分数的影响呈多峰分布Science，2002，22155163.5刘浪，丁水汀，陶智，等。带肋变截面回转通道内沿程有效压力分布特性的实验研究儿航空动力学报，2003，183353357. 6戚磊，丁水汀，陶智，等。带肋变截面回转通道内换热特性的实验研宄儿航空动力学报，2003，185629633.